Linux系统编程 —读写锁rwlock

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Linux系统编程 —读写锁rwlock

读写锁是另一种实现线程间同步的方式。与互斥量类似,但读写锁将操作分为读、写两种方式,可以多个线程同时占用读模式的读写锁,这样使得读写锁具有更高的并行性。

读写锁的特性为: 写独占,读共享;写锁优先级高 。对于读写锁,掌握了这12个字就足矣了。

Linux环境下,读写锁具有以下三种状态:

  1. 读模式下加锁状态 (读锁)
  2. 写模式下加锁状态 (写锁)
  3. 不加锁状态

虽然读写锁有读锁、写锁、不加锁三种状态,但其实它只有一把锁,而非三把。

前文提到,读写锁的特性为:写独占,读共享;写锁优先级高。具体来讲:

  1. 读写锁是“写模式加锁”时, 解锁前,所有尝试对该锁进行加锁(不管是读锁还是写锁)的线程都会被阻塞;–> 写独占
  2. 读写锁是“读模式加锁”时, 如果线程以读模式对其加锁会成功;如果线程以写模式加锁会阻塞。–> 读共享
  3. 读写锁是“读模式加锁”时, 既有试图以写模式加锁的线程,也有试图以读模式加锁的线程。那么读写锁会阻塞随后的读模式锁请求,优先满足写模式锁。–> 写锁优先级高

读写锁也叫共享-独占锁。当读写锁以读模式锁住时,它是以共享模式锁住的;当它以写模式锁住时,它是以独占模式锁住的。写独占、读共享。

读写锁非常适合于对数据结构读的次数远大于写的情况。因为读锁是共享的,这样可以提高并行性。

主要应用函数:

pthread_rwlock_init函数

pthread_rwlock_destroy函数

pthread_rwlock_rdlock函数

pthread_rwlock_wrlock函数

pthread_rwlock_tryrdlock函数

pthread_rwlock_trywrlock函数

pthread_rwlock_unlock函数

以上7 个函数的返回值都是:成功返回0,失败直接返回错误号。

pthread_rwlock_t类型:用于定义一个读写锁变量,比如:pthread_rwlock_t rwlock;

pthread_rwlock_init函数

函数原型:

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);

函数作用:

初始化一把读写锁

参数说明:

rwlock:传出参数,调用时应传&rwlock给该函数;

attr:表示读写锁属性,通常传NULL,表示使用默认属性;

pthread_rwlock_destroy函数

函数原型:

int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

函数作用:

销毁一把读写锁

pthread_rwlock_rdlock函数

函数原型:

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

函数作用:

以读方式请求读写锁。(常简称为:请求读锁)

pthread_rwlock_wrlock函数

函数原型:

int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

函数作用:

以写方式请求读写锁。(常简称为:请求写锁)

pthread_rwlock_unlock函数

函数原型:

int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

函数作用:

解锁。

pthread_rwlock_tryrdlock函数

函数原型:

int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

函数作用:

非阻塞以读方式请求读写锁(非阻塞请求读锁)

pthread_rwlock_trywrlock函数

函数原型:

int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);

函数作用:

非阻塞以写方式请求读写锁(非阻塞请求写锁)

/* 3个线程不定时 "写" 全局资源,5个线程不定时 "读" 同一全局资源 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
int counter;                          //全局资源
pthread_rwlock_t rwlock;
void *th_write(void *arg)
{
int t;
int i = (int)arg;
while (1) {
t = counter;
usleep(1000);
pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
printf("=======write %d: %lu: counter=%d ++counter=%d\n", i, pthread_self(), t, ++counter);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
usleep(5000);
}
return NULL;
}
void *th_read(void *arg)
{
int i = (int)arg;
while (1) {
pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
printf("----------------------------read %d: %lu: %d\n", i, pthread_self(), counter);
pthread_rwlock_unlock(&rwlock);
usleep(900);
}
return NULL;
}
int main(void)
{
int i;
pthread_t tid[8];
pthread_rwlock_init(&rwlock, NULL);
for (i = 0; i < 3; i++)
pthread_create(&tid[i], NULL, th_write, (void *)i);
for (i = 0; i < 5; i++)
pthread_create(&tid[i+3], NULL, th_read, (void *)i);
for (i = 0; i < 8; i++)
pthread_join(tid[i], NULL);
pthread_rwlock_destroy(&rwlock);            //释放读写琐
return 0;
}

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